Бактерии из нематод могут убивать огненных муравьев

Нематоды, зараженные бактериями, могут обеспечить биологический контроль над инвазивными европейскими огненными муравьями (Myrmica rubra) в штате Мэн, согласно исследованию под руководством Университета Мэн.

Ученые обнаружили, что мертвые огненные муравьи в колониях на острове Маунт-Дезерт и в Ороно были заражены нематодами (круглыми червями), содержащими бактерии, особенно в пищеварительном тракте. Это заставило исследователей изучить, убивали ли нематоды муравьев, транспортируя бактерии из почвы, и какие бактериальные сообщества могут быть вовлечены.

Исследователи выяснили, что виды бактерий родов Serratia и Pseudomonas способны переноситься нематодами в муравьев или других насекомых и могут быть причиной гибели огненных муравьев. Многие виды Serratia и Pseudomonas встречаются в окружающей среде и при определенных условиях могут наносить вред насекомым, животным или людям. Жизненные стадии и морфология нематод также могут играть роль в прикреплении и удержании бактерий из окружающей среды.

Результаты опубликованы в журнале iScience.

"Прежде чем передачу бактерий нематодами можно будет использовать для биологического контроля муравьев, предстоит еще много исследований, но это остается интригующей возможностью", — говорит ведущий автор Сью Ишак.

Механизм передачи

Бактерии, обнаруженные в пищеварительном тракте нематод или на их внешнем кутикуле, могут переноситься в тела муравьев при заражении. В лабораторном эксперименте нематодам скармливали флуоресцентные бактерии, а затем проверяли, могут ли они переносить эти бактерии на своем теле или внутри него в личинок восковой моли.

У взрослых нематод были высокие концентрации бактерий в пищеварительном тракте, но не на кутикуле. У ювенильных нематод бактерий было больше на кутикуле, чем в пищеварительном тракте. В предварительном анализе не было обнаружено передачи меченых бактерий в личинки восковой моли, что ставит под вопрос эффективность нематод как стабильного вектора для передачи летальных бактерий огненным муравьям. Необходимы дальнейшие исследования.

Важность происхождения нематод

Способность нематод вызывать гибель муравьев может зависеть от их происхождения и, следовательно, от доступных им бактериальных сообществ. Местные условия влияют на то, как бактерии в окружающей среде "растут", и некоторые условия могут благоприятствовать развитию более инфекционных бактерий.

Только нематоды с Breakneck Road в национальном парке Акадия и из Ороно (но не из Visitor Center в Hulls Cove) вызывали гибель муравьев, предположительно потому, что они содержали бактерии, убивающие насекомых.

"Проблема использования бактерий как метода биологического контроля в том, что они не всегда действуют так, как вы хотите — иногда они не самые cooperative члены команды", — отмечает Ишак.

Контекст исследования

Новое исследование основано на более чем десятилетней работе по поиску методов контроля инвазивных муравьев, которые infest прибрежные районы Мэна около 50 лет. Их агрессивный характер и болезненные укусы делают их почти неистребимыми, что заставляет ученых обращаться к биологическим методам.

Элеонора Гроден, соавтор исследования, с середины 2000-х годов была в авангарде изучения этой проблемы в UMaine. В 2015 году она и коллеги обнаружили новый вид грибов, убивавших огненных муравьев в Мэне, но его воспроизводство оказалось сложным для использования в биоконтроле. Дальнейшие исследования привели Гроден и профессора Патрисию Сток к изучению нематод.

Текущее исследование стало кульминацией работы многих ученых, включая анализ данных ДНК-секвенирования, проведенный аспирантами UMaine.